基于物联网的煤炭企业物资供应管理平台研究与设计

谭章禄 刘 浩

(中国矿业大学 (北京)管理学院，北京市海淀区，100083)

在煤炭企业资源整合的大背景下，原有的小型或者私有煤矿大都已被并购到国有大型煤炭企业，在加强行业集中度的同时，各个大型煤炭企业间的竞争也日趋激烈。煤炭资源重组后，由于受到企业性质、经营理念、经营模式和企业规模等客观情况的制约，被重组的很多企业还存在物资供应管理水平偏低、管理制度不健全、人员业务素质低、硬件基础设施投入不足等问题，这给企业的物资供应管理带来了很大的挑战。建立一套高效、便捷的物资供应管理系统成为提高煤炭企业管理水平和核心竞争力的重要手段。

1 煤炭企业物资供应管理平台建设的重要性

在市场经济环境下，煤炭企业所需物资主要依靠市场来解决。国内大中型煤矿纷纷采取集中采购的运作模式，采用了招标、定点采购等方式来保证物资的供应质量和效率。物资集中采购的模式使得企业和供应商之间存在大量的信息交互，要充分发挥集中采购的优势不仅要做到对供应商的全面管理，还要及时、准确地掌握企业本身物资的采购、库存、消耗和报损等情况。同时，煤炭企业存在物资种类繁多、供应商数量大、采购及库存管理的控制环节多的问题，部分物资如火药、仪器仪表等对存放条件有着严格的要求。无论是仓库的基础设施建设还是物资供应的管理水平，都对煤炭企业提出了较高的要求，这样就急需一套高效、便捷的物资供应管理系统来对物资供应进行全方位的管理。

基于物联网技术建设的物资供应管理平台具有形成规模采购优势、与生产厂家建立供需全方位互动机制、提高采购质量、减少分散采购管理上的漏洞、加快物资信息传递速度以及增加采购环节的透明度等优点，一方面减少了煤炭企业的采购成本和物资持有成本，另一方面也提高了物资供应水平，极大地减少了物资供应费用。

2 煤炭企业物资供应管理平台系统设计

2.1 煤炭企业仓库构成

煤炭企业的物资仓库大致可分为二类库、三类库、统部管、钢材库、支护配件库、制成品库和火药库7大类。二类库主要用于存放一通三防、仪器仪表、坚固件、焊件这4类物资；三类库主要用于存放手动工具、三类杂品等物资；统部管库主要存放木材和火工产品；支护配件库主要用于存放采掘工具、水暖配件和土产等矿用物资。煤炭企业仓库构成示意图如图1所示。

图1 煤炭企业仓库构成示意图

2.2 硬件系统设计方案

煤炭企业物资供应管理平台硬件系统的建设包括基础网络建设、视频监控系统、DLP电视墙系统、机房建设、空调及通风系统、电力供应系统、客户端建设、终端设备建设、消防系统、传感器系统、RFID二维码管理系统、数据采集设备管理、存储及搬运设备管理13个主要的子系统。硬件系统结构图如图2所示。

图2 硬件系统结构图

(1)基础网络建设。基础网络建设主要针对系统整体方案和需求，结合物资供应保障平台实际的运营需求以及厂矿的特殊环境，采用功能完善的网络硬件配套设施进行网络设备建设，以保障系统的稳定运行。

(2)视频监控系统。视频监控系统主要用于监控整个仓库的整体运营情况以及软件系统中物资可视化展示平台。一方面通过DLP大屏可以清楚的看到每个监控点人、车、物的实时情况，改变了以往主要依靠人力监控的不便，便于对企业物资的全面安全管理；另一方面通过软件系统可视化平台的摄像头即可实现对仓库物资的实物查看。

(3)DLP电视墙系统。DLP大屏投影显示系统由基于DMD(数字光源处理系统)技术的投影单元组成，DLP系统主要用于显示库区的视频监控信号以及其他系统信号的切换显示。

(4)机房建设。机房的建设包括综合布线系统、海量数据存储中心、服务器中心、虚拟机中心、UPS不间断供电系统、精密环境控制系统、通信系统等相应的配套设施建设。

(5)空调及通风系统。库区的各个仓库均要做好空调及通风系统建设，尤其是存放火药、木材等易燃易爆物品的仓库。

(6)电力供应系统。电力供应系统主要为了保障视频监控、机房、DLP、传感器、客户端设备、终端设备、空调及通风、消防等系统的正常工作和运转。

(7)客户端建设。客户端主要是指库房管理员操作的电脑等硬件设备以及对硬件设备的管理和维护。

(8)终端设备建设。终端设备建设是指为了便于日常的工作而配置的打印机、复印件、电话、传真等配套设备。

(9)消防系统。消防系统是指为了保障仓库物品存放安全所做的预防性措施，包括烟雾传感器系统、灭火器、消防通道等设施的建设和维护以及火灾发生后的应急处理措施等。

(10)传感器系统。传感器系统包括烟雾、温度、湿度等硬件设备的安装调试以及配套的软件处理系统。传感器系统主要用于监测仓库的烟雾、温度及湿度，因为木材、火药、仪器仪表等设备对存储环境要求较高，存储环境的指标要保持在一个恒定的范围内。传感器系统可以实现对存储环境的实时监测，如果监测数据超过了设定的警戒值，系统会自动报警，同时启动空调、风机等设施以改善存储环境。

(11)RFID二维码管理系统。本套系统的数据编码采用RFID电子标签和二维码相结合的数据采集模式。对于数量较多、包装规格不影响RFID电子标签信息读取性能的产品 (如木材、皮带、胶带等)易采用RFID电子标签管理，而对于体积较大 (如钢材、仪器仪表等)产品则采用二维码来采集数据和管理。

(12)数据采集设备管理。数据采集设备包括固定式RFID读写器、手持式RFID读写器以及红外扫描仪等数据采集设备，数据采集设备管理主要体现在固定式RFID读写器的布置、天线安装对读写器位置的管理以及手持RFID读写器、红外扫描仪的编号、日常维护和使用管理。

(13)存储及搬运设备管理。为了便于物资日常存储和进出库管理，一般会根据仓库的规模和实际需求配备相应的存储和搬运设备。储存设备包括托盘、货架、储柜、高层货架等，搬运设备包括台车、拣选车、输送机和叉车等。在建设过程中除了要做好硬件设备的安装和调试外，同时还要做好设备日常的维护和使用管理。

2.3 软件系统设计方案

煤炭企业物资供应管理平台软件系统开发的模块主要由基础设置与数据管理、招投标管理、平台库存信息管理、供应商管理、物资管理、物资选购、订单管理、物资配送、报损与退货、供应商结算、综合分析11个主要的功能子模块组成。软件系统功能结构图如图3所示。

图3 软件系统功能结构图

(1)基础设置与数据管理。该模块包括组织机构配置、用户管理、仓库设置和物资设置4个方面内容。组织机构配置管理涉及部门编码和权限设置，包括权限设置、删除、修改等操作。用户管理涉及供应商、部门岗位编码、权限设置、登录设置等操作。仓库设置主要包括仓库档案和货区2个方面，用以对仓库的档案和库区进行设置和管理。物资设置用以对物资的档案和分类进行设置和管理。

(2)招标管理。该模块主要包括招标信息发布管理和招标公告管理。招标信息发布管理包括招标类型设置、招标信息查询、发布、变更和删除以及招标过程中相关表格等文件的上传，该模块主要为企业招标管理部门使用。招标公告管理主要用于企业内部和供应商查看最近发布的招标信息，下载相关文件或表格。

(3)平台库存信息管理。该模块主要用于管理线上的物资信息，包括线上物资的名称、类别、编码、单位、供应商、图片、储备情况、库存预警值等一系列相关的指标，通过这个平台可以实现对平台上物资高效、便捷、全面、可视化的管理。

(4)供应商管理。该模块分为供应商列表管理和供应商编辑管理2个部分。供应商列表是管理员权限模块，包括供应商的添加、删除、基本信息的设置及权限编辑。供应商编辑是供应商列表的扩展模块，包括供应商的名称、网址、地址、商家介绍、资质及认证等信息的添加、编辑。供应商管理可以实现对供应商基础信息、合同签订情况、合同履行情况、供应商评价体系等功能的管理，这为公司决策层在供应商选择时提供依据。

(5)物资管理。该模块包括物资编辑、评价管理和服务管理3个部分。物资编辑模块用来对新上架的商品及已上架物资进行添加、删除、修改的操作。编辑的内容包括物品实物图片、物资名称、物资分类、规格型号、仓库名称、货区名称、供应商名称等信息。评价管理是对用户的评价进行管理，进行评价的删除、隐藏、显示等操作。服务管理主要对物资超市选购指南、服务、物资的其他资料等信息的上传、修改、删除等。

(6)物资选购。该模块包括物资查看、可视化超市和选购管理3个部分。物资查看功能主要用于物资超市选购页面物资信息的查看，通过输入物资名称即可看到所选物资的图片、物资编码、规格型号、供应商、所在货区、库存数量等信息。可视化超市模块是将网上物资超市与实际物资超市相对应，将实际物资超市的库房、货区进行可视化的展示。每一货区都有一个摄像头，用户进入可视化超市，通过点击货区的摄像头或者点击货区的 “物资展示”即可查看该货架所包含的物资及这些物资的详细资料。选购管理主要是对于物资超市选购过程及个人超市信息的管理，进入选购管理界面后就可以看到订单的详细信息，包括订单编号、订单物资、收货人、订单时间、订单状态、物资编码、供应商名称、单价、数量、库存状态等信息。

(7)订单管理。订单管理包括订单列表、订单合并、领料单管理、发货管理和缺货管理5个部分，其均为管理员权限模块。订单列表模块的主要功能为多条件查询订单，包括订单编码、订单状态、物资信息等查询条件。订单合并管理主要是根据相应的合并条件对订单进行处理，合并的条件包括物资分类、部门、制单人、时间等。领料单的使用者为领料单的审核部门，主要的操作是将订单按条件汇总并生成领料单，领料单管理主要包括对订单编码、订单状态、部门名称、物资名称等信息的管理。发货单管理是订单发货后的延续模块，选择性的输入需要查询的订单时间、物品名称、物品类别、制单人、采购的部门即可查询到订单的详细信息。缺货登记主要功能是实现对库存报警 (参考库存报警分析)的物资进行缺货登记，通过缺货物资名称和缺货物资编码可以查看缺货物资的处理情况，进而实现对仓库库存状态的实时掌控。

(8)物资配送。物资配送模块主要用来管理厂矿各部门选购物资的配送方式。当厂矿各部门确定物资的采购或分配计划后，可以选择自取、内部配送和外部物流配送等配送方式，物资配送到指定地点验收完毕后，系统将信息反馈至物资供应部完成物资配送流程。

(9)报损与退货。这个模块主要用来管理物资的报损和退货业务。报损模块的功能主要是添加、修改、删除、查找、统计分析商品的报损信息。退货模块的功能主要是把退货单号、商品名称、退货数量、退货日期、退货原因等退货信息写入退货清单，同时对库存清单进行更新，以备用户将来对库存信息进行查询和打印，此外还可以对退货信息进行添加、修改和删除功能。

(10)供应商结算。这个模块包括物资结算和结算单列表2个部分，均为管理员权限模块，供应商可登录查看其个人库存与销售订单信息。供应商结算主要实现对采购入库物资的结算、内部单位领料结算以及对外销售结算，具体包括供应商旗下物资的销量 (订单整合的数量)、销售额、现有库存量的结算与统计等信息。

(11)综合分析。综合分析模块主要是从物资统计和库存报警2个方面对物资超市的运作情况进行分析，通过月度、季度和年度分析对比可以详细了解到物资的库存、需求、采购、报损和预警等各方面的详细情况，对于供应部门的相关决策起着非常重要的作用。同时可对供应商适度开放权限，使供应商可登录查看其个人库存及订单需求情况。

3 煤炭企业物资供应管理平台实用性分析

基于物联网的煤炭企业物资供应管理平台全面融合了与系统相应的软硬件技术，该平台采用B／S结构模式，全面整合优化公司原有物资供应处理流程数据，整个平台使得物资管理工作更加便捷、高效、智能和实用。其优点和特色主要体现在以下几个方面:

(1)B／S结构模式和电子商务思想的应用提高了系统的灵活性和交互性。B／S结构模式的应用使得浏览器成为客户端，为用户登录系统提供便利。电子商务理念的引入使得招标议价、物资选购等业务流程可以通过系统开展，信息得以实时更新，各部门和人员之间的协作简化，系统交互性较强。

(2)闭合供应链管理的信息化加深了企业和供应商之间的信息沟通。供应商通过系统平台可以自主上传和更新产品、资质等信息，便于企业及时了解产品最新动态。同时，供应商通过系统平台也可以及时了解招标信息，查看和下载相关文件，提高了招标工作的效率。用户和供应商之间的沟通和信息反馈有助于提高产品质量和服务水平。

(3)系统平台的应用提高了物资采购的管理水平。集中采购模式可以提高企业自身的议价能力，降低采购物资所需的成本，有助于形成规模采购优势，提高采购质量，减少分散采购管理上的漏洞。

(4)在库存管理方面，企业通过系统平台可以把各个供应商作为自己的仓库，而自己只需要留有一定数量的安全库存和应急库存，这样可以大大节约企业的库存管理成本。

(5)各个二级用料单位直接通过物资供应保障平台浏览库存中的各种物料信息，并直接到实体库领料，极大地方便了安全生产需要。通过与原有系统的数据交互提高了现有系统模块的协调协同运作能力。

4 结语

虽然目前各家煤炭企业均有 相应的物资供应保障措施，但是在实际工作中仍然存在较大的问题和弊端。基于物联网技术的物资供应管理平台从硬件系统和软件系统2个层面来进行建设，彻底改变了传统的物资供应保障模式，实现了企业物资供应的自动化和智能化管理。该项目以山西潞安集团司马煤业有限公司物资供应的实际需求为基础，通过近半年的实地考察和需求调研梳理优化，目前项目已进入到平台的实际开发阶段，相信通过该项目的实施将会彻底改变企业传统的物资供应保障模式，将企业的物资供应管理水平提升到一个新的高度。基于物联网技术的物资供应保障平台的建设将改变整个行业的物资供应管理模式，对行业管理水平的提升具有重要的意义。

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[2]郭燕萍.利用信息技术提高煤炭企业物资供应管理水平[J].中国煤炭.2004 (10)

[3]李俊霖.物联网传感网络安余协议形式化研究[D].云南大学，2011